JPH04134417A

JPH04134417A - 表示装置および表示方法

Info

Publication number: JPH04134417A
Application number: JP2255435A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Onishi; 敏一大西; Kazuo Yoshinaga; 和夫吉永; Gakuo Eguchi; 江口　岳夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-08
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2789495B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光散乱強度が可逆変化する感熱材料を用いた
表示装置に関する。

［従来の技術］従来、高分子液晶や相分離ポリマー等の光散乱強度が可
逆変化する感熱材料の表示への応用が検討されてきた。

これらの感熱材料から成る記録層への画像の記録・消去
は加熱後の冷却スピードで制御され、画像の記録や消去
にはサーマルヘッドや熱ローラーなどを記録層に接触さ
せて、効率の良い加熱が行なわれている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、記録層側からの加熱では、加熱手段（サ
ーマルヘッド、熱ローラー等）と記録層との間に摩擦力
が生じ、記録層の体積抵抗が高い場合には、記録層が帯
電し、ゴミ等の異物が記録層表面に付着し、表示画像の
悪化や記録特性の悪化といった問題があった。

また、記録層への摩擦を少なくするために、シリコーン
オイル等の潤滑性物質を塗工することも行なわれている
が、これらの体積抵抗値が高いため、帯電に対する改善
が不十分であった。

また、このような問題を解決するために、記録層上への
帯電防止層の形成などの対応策も考えられるが、記録層
へ印加される熱量の低下や熱拡散による画像ボケの原因
となる。

さらに、記録層中に添加剤を加えて、導電性を附与する
ことも可能であるが、記録層との相溶性が悪かったり、
記録層の物性を低下させるなどの問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の欠点を改善するために
なされたものであり、記録層の表面に導電性物質を塗工
することにより、記録層の帯電を防ぎ、記録層表面への
ゴミ等の付着をおさえるために、安定した記録特性と表
示画像を得ることができる表示装置を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］即ち、本発明は、光散乱強度が可逆変化する感熱材料を
基板上に記録層として形成した表示媒体と、該表示媒体
を搬送する手段と、該表示媒体を記録層側からの接触加
熱によって画像の記録を行なう記録手段と、該表示媒体
が記録手段へ搬送される前に記録層表面に導電性物質を
塗工する手段と、該表示媒体のうち一方の面から光を照
射して表示を行なう手段を有することを特徴とする表示
装置である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明では、光散乱強度が可逆変化する感熱材料を用い
ることが望まれ、このような材料としては、例えば高分
子液晶あるいは相分離ポリマーが挙げられる。これらは
高分子材料であるために、薄膜化、大面積化を容易に行
なうことができ、表示媒体の大面積化や素子構成の簡素
化という点で有利である。

相分離ポリマーとしては、例えば２種類以上の無定形ポ
リマーを混合した系が挙げられ、これらは温度によって
相溶状態と相分離状態とに変化をする。相分離状態では
、ある特定のポリマー組成物を有する微小領域に系が分
離し、それぞれの組成の光の屈折率が異なれば微小領域
の界面で光が強く散乱される。従って、相分離状態は光
散乱状態である。一方、相溶状態では、このような界面
が存在しないため光は散乱されない。この相分離状態と
相溶状態は、それぞれの光散乱特性に応じ、例えば、光
反射率や光透過率を検出することで識別できる。

また、温度による相溶−相分離の変化パターンによって
、これらの相分離ポリマーにはＬＣＳＴ（Ｌｏｗｅｒ　
Ｃｒ１ｔｉｃａｌ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａ
ｔ＋ａｒｅ）型とＵＣＳＴ（Ｕｐｐｅｒ　Ｃｒ１ｔｉｃ
ａｌ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）型
に区別され、前者は高温側で相分離状態を示し、低温側
では相溶状態を示し、後者はその逆である。

ＵＣＳＴ型には、例えばポリスチレン−ポリイソブチン
系、ポリスチレン−ポリブタジェン系、ポリプロピレン
オキシド−ポリブタジェン系等が挙げられ、ＬＣＳＴ型
には、ポリ塩化ビニル−ポリメタクリル酸−〇−ヘキシ
ル系、スチレンアクリロニトリル共重合体−ポリメタク
リル酸メチル系、ポリフッ化ビニリデン−ポリアクリル
酸メチル系などが挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。

また、これらの相分離ポリマーは加熱後徐冷することに
より、高温側での相溶あるいは相分離の状態を低温側の
状態に変化できる上に、加熱後急冷することにより、高
温側での状態を冷却後も保持できるという特徴があるた
め、書き換え型表示媒体に応用できる。

一方、本発明で使用できる高分子液晶は、サーモトロピ
ック液晶であり、中間相としてネマチック、スメクチッ
ク、コレステリックのタイプが使用できる。高分子サー
モトロピック液晶は、薄膜状態が得られるのみならず、
低分子液晶に比べ表示状態の保持が容易であるという利
点を有する。

例えば、本発明において利用できる高分子サーモトロピ
ック液晶（以下、単に高分子液晶と記す）は、次の２つ
に分類される。

■メソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子団が屈
曲性鎖で結ばれたもの。

■側鎖にメソーゲン基、あるいは比較的剛直で長い原子
団を有するもの。

これらの高分子液晶は異なる数種の高分子液晶と混合し
て用いることが可能である。また、高分子液晶と低分子
液晶との混合物、高分子液晶と高分子との混合物として
用いることも可能である。

以下に高分子液晶の具体例を示すがこれらに限定される
ものではない。

Ｒ：　ＯＣＨ，。

Ｒ：　ＯＣ，Ｈ。

Ｒ：　　ＣＮｅこれらの高分子液晶はガラス転移点以下の温度でその構
造状態を保持できる特徴があるため、例えば、次のよう
な表示画像の記録モードが可能である。

（１）のモードは、まず高分子液晶を、液晶相が多数の
ドメイン（分域）から成るポリドメイン状態に保持して
おく０次に、等吉相を示す温度以上に高分子液晶を加熱
後、ガラス転移点以下に急冷し高分子液晶を等吉相の状
態に保持することにより、表示画像の記録が行われる。

（２）のモードは、まず高分子液晶を、電界等を用い液
晶相が単一のドメインから成るモノドメイン状態に保持
しておく。次に、ガラス転移点以上に高分子液晶を加熱
後冷却することにより、液晶相をポリドメイン状態に保
持することで、表示画像の記録が行われる。

これらの（１）、（２）のいずれのモードでも、記録状
態を加熱後の徐冷か加熱と電界印加の組合せにより、初
期の状態に戻すことが一可能であるため、書き換え可能
な表示媒体として用いることができる。従って、先非散
乱−光散乱の各状態を逆転させてモードとすることも可
能になる。

本発明の表示装置では基板上にこのような感熱材料が形
成され、この感熱材料の光散乱強度の差によって記録さ
れた表示画像が保持される表示媒体が必要とされる。

基板は、ガラス板、プラスチックシートあるいはフィル
ムが適しており、耐熱性、透明性であることが望ましく
、またカラー表示の際は無色であることが望ましい。特
に、装置の軽量化、表示媒体の搬送性を考慮すると、基
板はプラスチックフィルムが好ましい。

また、本発明ではカラー表示のために感熱材料中に染料
、顔料の色材を含有させることが望ましい。色材の種類
としては、高分子液晶では２色性色素が挙げられるが、
これに限定されるものではない。

また、色材の他に感熱材料の安定性のために酸化防止剤
、紫外線吸収剤などの安定化剤や核剤などの添加剤を添
加しても良い。添加量は、添加に伴なって感熱材料の転
移温度や光散乱特性に大巾な影響がない程度であること
が望ましい。

本発明の表示装置では、記録層表面に導電性物質を塗工
する手段を有することを特徴としている。

本発明で用いることができる導電性物質には、従来、公
知の帯電防止剤を用いることができ、例えば電解質や界
面活性剤の水溶液又はアルコール溶液、又はそれらの混
合系を用いることができる。特に、導電性物質は、その
体積抵抗率が１０？Ωｃｍ以下、好ましくは１０６Ωｃ
ｍ以下であることが望ましい。

また、表示の観点からは、導電性物質は光散乱性や着色
がない無色透明であることが必要とされる。また、導電
性物質は、記録層上に塗工される点から記録層と反応し
ないことが好ましい。

本発明では、導電性物質を記録層表面に塗布する塗工手
段を有することを特徴としている。表示媒体の搬送方向
に対して、この塗工手段を、記録層を加熱して記録・消
去する手段の上手位置に配置することが好ましい。特に
、記録手段がサーマルヘッド等の微小抵抗発熱素子であ
る場合には、この塗布する手段を配置することが望まれ
る。

塗布手段としては、例えば、導電性物質を含浸させたロ
ーラーやウェッブを記録層と接触させる方法がある。

また、スプレーや超音波振動子を用いて導電性物質を霧
化して記録層上に塗工しても良い。この方法は、記録層
が接触塗工できない場合（例えば、用いている高分子液
晶のＴｇが低かったり、分子量が小さくてやわらかく、
キズが付きやすい場合など）には有効である。

また、本発明では、塗工される導電性物質の体積抵抗率
を、表示装置の使用環境に応じて変化させたり、常に一
定になるように制御しても良い。

例えば、使用環境の温度、湿度をセンサーで検知し、導
電性物質中の水分量や電解質、界面活性剤の量を随時変
化させることが可能である。

［実施例］以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１以下の構造式で表わされる高分子液晶（Ｉ）１００重量
部を５００重量部のジクロロエタンに溶解させた。得ら
れた溶液を５０ｐｍ厚のポリエステルフィルム上に塗工
し、１２０℃で加熱乾燥後、室温まで徐冷することによ
り、第２図に示した構成の表示媒体を作成した。高分子
液晶（Ｉ）から成る記録層の膜厚は５ｐｍで、記録層は
光散乱状態であった。

得られた表示媒体を第１図に示した構成の装置で画像の
記録１表示、消去を行なった。

表示媒体１０は記録層が外側となるように２つのローラ
４，５によって連続ベルト状に固定され、一定方向に搬
送される。画像の記録は８　ｐｅｌのサーマルへラド１
１によって記録層を加熱することにより行なうことがで
きた。サーマルヘッドによって熱印加された領域は、記
録層の高分子液晶が等吉相以上の温度まで加熱された後
、ガラス転移点以下の温度まで急冷されるので、等吉相
状態が固定され、光透過状態となった。

記録された領域は、表示部１３に搬送され画像の表示を
行なった。表示画像は、光透過領域が黒に、光散乱領域
が白と視認される光散乱を利用した表示を用い、良好な
表示画像が得られた。この光散乱を利用した表示の原理
を第３図に示した。

次に、この記録された領域は表示部から搬送され、熱ロ
ーラ−５及び面状ヒータ３によって全面が加熱される。

この加熱によって記録層は等吉相転移点以上の温度に加
熱された後、室温まで徐冷されるため、全面が光散乱状
態に戻るので記録された画像は消去された。

この消去された領域は、さらに搬送され再度サーマルヘ
ッドで記録することができた。

また、第１図に示したように、Ｏ，１ｗｔ％ＬｉＣｌ！
のプロピレングリコール溶液（体積抵抗率１０５Ωｃｍ
）を含浸させた不縁布７を表示媒体の記録層側と接触さ
せることにより、記録層表面に導電性物質を塗布した。

不織布は、不織布送りローラ１４として多量に保持され
、表示媒体の搬送量に応じて少量づつ不織布巻取りロー
ラ１４′に巻取られながら使用される。

以上の装置を用いることにより、記録層表面に帯電防止
層が形成され、粉塵等の多い環境下で使用しても、記録
層表面へのゴミ等の付着が起こりにくくなるために、サ
ーマルヘッドによる記録が良好に行なわれる。また、記
録層上に光を散乱するゴミ等の付着がないので、良好な
表示画像が得られた。

実施例２下記の構造式（ＩＩ）で表わされる高分子液晶ＣＨ。

Ｃ，Ｈ。

（ｎ）ｘ：ｙ：ｚ＝３：６：１に二色性色素ＬＳＲ−４０５（三菱化成■製）を２ｗｔ
％となるように実施例１と同様に混合し、レッドの高分
子液晶組成物を得た。

また、下記の構造式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）で表わされる
高分子液晶ＣＨ，−Ｃ＠ＨａＨ７（ＩＩＩ））ｃ：ｙ：ｚ＝４：４：２ＮＹ）　　　ｘ：ｙ：ｚ＝３．５：３．５＋３に対し、
（ＩＵ）には二色性色素ＬＳＢ−３３５とＬＳＹ−１１
６（三菱化成練製）を各１　ｗｔ％ずつ、（■）には二
色性色素ＬＳＢ−２７８（三菱化成■製）を２ｗｔ％、
それぞれ混合し、グリーン及びブルーのカラー高分子液
晶組成物を得た。

次に、３色のカラー高分子液晶をそれぞれ粉砕、分級し
、個数平均粒径８ｐｍの粒子とした後に、レッド、グリ
ーン、ブルーのカラー粒子を等量の割合（重量比）でブ
レンドした。得られたブレンド物を静電塗工法により、
５０ｐｍ厚のポリエステルフィルム上に一層塗工した。

さらに、これを１１０℃に加熱しながらテフロン（登録
商標）ローラ間を通過させることにより、カラー粒子を
ポリエステルフィルム上に圧着焼付けして、第４図に示
したような、レッド、グリーン、ブルーの３色のカラー
高分子液晶がランダムに配列された像形成媒体を作成し
た。

得られた像形成媒体に、第５図に示した構成の記録装置
で画像の形成を行なった。第５図で１ラインのサーマル
ヘッドによって、第６図に示した温度変化を像担持体に
付与することによって、３色のカラー高分子液晶の光散
乱強度を選択的に変化させた。

第６図の温度付与波形のうち、（ａ）の領域はすべての
カラー高分子液晶のＴｃρ　（Ｎ”−Ｉｓｏ　　転移温
度）以上の温度に加熱し、透明状態とする初期化領域で
ある。次の（ｂ）の領域は、ＴｃＩ！が最も高いブルー
高分子液晶の記録状態を決める領域で、Ｔｃｊ）”から
ある一定の温度幅ΔＴｘ’　　（ΔＴｘ’＜＜Ｔｃｉ）
Ｂ−ＴｇＢ、　Ｔｃｊ）”−ΔＴｘ’　＞　Ｔｃｉ”、
　Ｔｃｉ７”）で徐冷［温度付与波形（ｂ）−■］され
ると、ブルー高分子液晶は光散乱状態に変化し、急冷［
温度付与波形　（ｂ）−〇コされると透明状態が保持さ
れた。

この際、グリーン及びレッドの高分子液晶は透明状態の
ままで変化しなかった。以下、（ｃ）　、　（ｄ）の領
域のそれぞれグリーン、レッドのカラー高分子液晶の記
録状態を順次決めた後、冷却領域（ｅ）で像担持体を室
温まで冷却した。

また、第５図に示したように、サーマヘッドの前に超音
波振動子を用いた霧化手段によって、アルキルベンゼン
スルホン酸ナトリウムＲＣｓＨ４ＳＯＪａ（Ｒは炭素原
子数１１のアルキル基）のイソプロピルアルコール−水
混合溶液（体積抵抗１０７Ωｃｍ）を霧化させ、記録層
表面に導電性物質を塗工した。

また、温度センサー２０によって、表示装置の置かれた
湿度を検知し、湿度が低くなるほど、超音波振動子２１
の発振時間を長くして、多量の導電性物質が付着するよ
うに制御した。

サーマヘッドによる画像記録は良好に行なうことができ
、記録画像をスクリーン１８上に投影したところ、良好
なカラー表示画像が得られた。

［発明の効果］本発明によれば、光散乱強度が可逆変化する感熱材料を
基板上に記録層として形成した表示媒体と、該表示媒体
を搬送する手段と、該表示媒体を記録層側からの接触加
熱によって画像の記録を行なう記録手段と、該表示媒体
が記録手段へ搬送される前に記録層表面に導電性物質を
塗工する手段と、該表示媒体の一方の面から光を照射し
て表示を行なう手段を有する表示装置を用いることによ
り、記録層の帯電を防ぎ、記録層表面へのゴミ等の付着
をおさえ、安定した記録特性と表示画像を得ることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の表示装置を示す構成図、第
２図は実施例１に用いた表示媒体を示す構成図、第３図
は実施例１に用いた表示媒体の表示原理を示す説明図、
第４図は実施例２に用いた表示媒体を示す構成図、第５
図は実施例２の表示装置を示す構成図および第６図は実
施例２に用いた表示媒体の記録層に印加される温度変化
を示すグラフである。ｌ・・・ポリエステルフィルム２・・・記録層　　　　　　３・・・面状ヒータ４・・
・プラテンローラー　５・・・熱ローラ−６・・・温度
センサー　　　７・・・不織布８・・・フレネルレンズ
　　９・・・光源１０・・・表示媒体　　　　　１１・
・・サーマルヘッド１３・・・表示部　　　　　　１４
・・・不織布送りローラ１４’・・・不織布巻取りロー
ラ１５・・・カラー高分子液晶層１６・・・容器　　　　　　　１７・・・導電性物質１
８・・・スクリーン　　　　１９・・・レンズ２０・・
・湿度センサー　　　２１・・・超音波振動子２２・・
・ファン第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光散乱強度が可逆変化する感熱材料を基板上に記
録層として形成した表示媒体と、該表示媒体を搬送する
手段と、該表示媒体を記録層側からの接触加熱によって
画像の記録を行なう記録手段と、該表示媒体が記録手段
へ搬送される前に記録層表面に導電性物質を塗工する手
段と、該表示媒体のうち一方の面から光を照射して表示
を行なう手段を有することを特徴とする表示装置。
（２）前記感熱材料が高分子液晶からなる請求項１記載
の表示装置。
（３）前記導電性物質の体積抵抗率が１０＾７Ωｃｍ以
下である請求項１記載の表示装置。